施加貼片膠工藝

1、施加貼片膠工藝學(xué)習(xí)情境3 1 工藝目的 在片式元件與插裝元器件混裝采用波峰焊工藝時，需要用貼片膠把片式元件暫時固定在pcb的焊盤位置上，防止在傳遞過程及插裝元器件、波峰焊等工序中元件掉落；另外在雙面再流焊工藝中，為防止已焊好面上大型器件因焊料受熱熔化而掉落有時也需要用貼片膠起輔助固定作用。2 施加貼片膠的技術(shù)要求 a 采用光固型貼片膠，元器件下面的貼片膠至少有一半的量處于被照射狀態(tài)，采用熱固型貼片膠，貼片膠滴可完全被元器件覆蓋，見圖2-1。 b 小元件可涂一個膠滴，大尺寸元器件可涂敷多個膠滴。 c 膠滴的尺寸與高度取決于元器件的類型，膠滴的高度應(yīng)達(dá)到元器件貼裝后膠滴能充分接觸到元器件底部的高度

2、，膠滴量（尺寸大小或膠滴數(shù)量）應(yīng)根據(jù)元器件的尺寸和重量而定，尺寸和重量大的元器件膠滴量應(yīng)大一些，膠滴的尺寸和量也不宜過大，以保證足夠的粘接強度為準(zhǔn)，同時貼裝后貼片膠不能污染元器件端頭和pcb焊盤。d 為了保證可焊性以及焊點的完整性，要求貼片膠在貼裝前和貼裝后都不能污染元器件端頭和pcb焊盤。(b) 熱固型貼片膠位置圖2-1 貼片膠涂敷位置示意圖(a) 光固型貼片膠位置3 表面組裝工藝材料貼片膠（略） 3.1 貼片膠的分類 3.2 貼片膠的組成 3.3 貼片膠的性能指標(biāo)及其評估 3.5 常用貼片膠3.6 貼片膠的選擇方法表3-2 貼片膠評估項目常規(guī)性能1.外觀2.粘度3.涂布性4.鋪展/塌落5.

3、存儲期電氣性能1.耐壓2.介電常數(shù)3.介電損耗因數(shù)4.體積電阻5.表面電阻6.濕熱后絕緣電阻7.電遷移力學(xué)性能1.放置時間2.初粘度/初始強度3.剪切強度/焊接后剪切強度4.高溫移位試驗5.維修性能試驗化學(xué)性能1.固化后表面性質(zhì)2.耐溶劑性3.水解穩(wěn)定性4.不吸潮、耐霉菌 a 目前普遍采用熱固型貼片膠 熱固型貼片膠對設(shè)備和工藝要求都比較簡單。由于光固型貼片膠固化比較充分，粘接牢度高，對于較寬大的元器件應(yīng)選擇光固型貼片膠。 b 要考慮固化前性能、固化性能及固化后性能應(yīng)滿足4.3.4表面組裝工藝對貼片膠的要求。 c 應(yīng)優(yōu)先選擇固化溫度較低、固化時間較短的貼片膠，目前較好的貼片膠的固化條件一般在15

4、0下小于3分鐘即能固化。3.7.1 存儲 環(huán)氧樹脂貼片膠粘度隨儲存溫度、時間會發(fā)生變化。 環(huán)氧樹脂類貼片膠應(yīng)低溫（5-10）儲存，而丙稀酸類貼片膠需常溫避光存放。在存儲時應(yīng)作記錄，注意生產(chǎn)日期和使用壽命，并在有效期內(nèi)使用。大批量進(jìn)貨應(yīng)檢驗合格后入庫。3.7 貼片膠存儲、使用工藝要求3.7.2 使用工藝要求a 使用時應(yīng)在前一天從冷藏柜內(nèi)取出貼片膠，待貼片膠恢復(fù)到室溫后方可使用。b 使用時注意膠的型號、粘度，根據(jù)當(dāng)前產(chǎn)品的要求，注意跟蹤首件產(chǎn)品，實際觀察、測試新?lián)Q上的貼片膠的各方面性能。c 不要將不同型號、不同廠家的貼片膠互相混用，更換膠的品種時，一切與膠接觸的工具都應(yīng)徹底清洗干凈。d 點膠或印刷

5、操作應(yīng)在恒溫下進(jìn)行（232）。e 采用印刷工藝時，不能使用回收的貼片膠。 f 需要分裝的貼片膠，待恢復(fù)到室溫后方可打開包裝容器蓋，防止水汽凝結(jié)。用不銹鋼棒將膠攪拌均勻，待貼片膠完全無氣泡狀態(tài)下裝入清潔的注射管。灌得不要太滿（2/3體積），并進(jìn)行脫氣泡處理，添完貼片膠應(yīng)蓋好容器蓋。為了防止貼片膠硬化或變質(zhì)，攪拌后的貼片膠應(yīng)在24小時內(nèi)使用完，剩余的貼片膠要單獨存放，不能與新膠混裝在一起。 g 壓力注射滴涂時，應(yīng)進(jìn)行膠點直徑的檢查，一般可在pcb板的工藝邊處設(shè)1-2個測試膠點，經(jīng)常觀察固化后膠點直徑的變化，對使用的貼片膠品質(zhì)真正做到心中有數(shù)。 h 點膠或印刷后及時貼片，并在4小時內(nèi)完成固化。 i

6、操作者應(yīng)盡量避免貼片膠與皮膚接觸，不慎接觸應(yīng)及時用乙醇擦洗干凈。4 施加貼片膠的方法 施加貼片膠主要有三種方法： （1）針式轉(zhuǎn)印法 （2）印刷法 （3）壓力注射法（分配器滴涂法）（1）針式轉(zhuǎn)印法 針式轉(zhuǎn)印法是采用針矩陣模具，先在貼片膠供料槽上蘸取適量的貼片膠，膠的粘度為7090pas, 蘸取深度約為1.2mm-2mm,然后轉(zhuǎn)移到pcb的點膠位置上同時進(jìn)行多點涂敷。此方法的優(yōu)點是效率較高，投資少,用于單一品種大批量生產(chǎn)中；缺點為膠量不易控制，由于膠槽為敞開系統(tǒng)，因此易混入雜質(zhì)，影響粘接質(zhì)量。當(dāng)pcb改板時，需重新制作一套針矩陣模具。這種方法目前已不常用。（2）印刷法 印刷貼片膠的原理、過程和設(shè)備

7、與印刷焊膏相同。它是通過漏空圖形的漏印工具絲網(wǎng)或模板，將貼片膠印刷到pcb上。通過模板設(shè)計，采用特殊的塑料模板、增加模板厚度、開口數(shù)量等方法來控制膠量的大小和高度。 優(yōu)點：生產(chǎn)效率高，適合大批量生產(chǎn)；更換品種方便，只要更換模板即可；涂敷精度也比針式轉(zhuǎn)印法要高；印刷機的利用率增高，不需添加點膠裝置，節(jié)約成本。 缺點：貼片膠暴露在空氣中，對外環(huán)境要求較高；膠點高度不理想，只適合平面印刷。 印刷法的主要工藝參數(shù)設(shè)置：(a)貼片膠的粘度控制 影響貼片膠粘度的因素主要是溫度，一般要求室溫在維232。貼片膠的粘度一般選用300 pa.s200 pa.s。(b) 模板設(shè)計 早期絲網(wǎng)應(yīng)用較多 金屬模板（銅模板

8、和鋼模板）鋼模采用激光切割，適合大批量生產(chǎn) 近年來塑料模板由于可印不同高度的貼片膠，清洗方便，正被逐漸采用。模板設(shè)計大體上與焊膏印刷的模板相同，主要差別是在模板的厚度上，印刷貼片膠的金屬模板厚度一般為250300微米，比印刷焊膏的模板厚01 0.2mm。也采用激光切割法。金屬模板開口設(shè)計 模板開口形狀可以是圓形，也可以是長方形。 圓形開口的設(shè)計應(yīng)考慮兩點：開口直徑應(yīng)盡量大，以貼裝后不污染焊盤為最大膠點直徑。膠點之間的距離應(yīng)避免印刷期間模板底面被膠污染。首選雙膠點以得到最佳的附著力和最小的元件丟失。雙膠點設(shè)在元件外側(cè)。這是因為即使其中一個膠點出現(xiàn)質(zhì)量問題，還有一個膠點起到粘合作用。同時膠點位置設(shè)

9、在元件外側(cè)使 之與焊盤的相對位置有所增大， 防止出現(xiàn)過大的膠點污染焊盤。 此外可以把熱固化膠所需要 的位置與光固化膠所需位置兼顧 起來。保證元件貼裝后不偏斜。250微米的金屬模板開孔推薦直徑表3-3 金屬模板圓形開口直徑推薦表元件尺寸模板開孔直徑(mm)膠點中心之間的距離(mm)06032 x 0.50.908052 x 0.61.112062 x 0.81.4sot232 x 0.71.4mini melf1 x 1.01.0melf2 x 1.52.018122 x 1.42.4so83 x 1.42.5so144 x 1.42.5 長方形開口，開口寬度是元件焊盤間距的0.4倍，模板厚度有

10、所不同塑料模板 塑料模板分為厚、薄兩種模板。模板材料均為塑料，塑料厚模板的厚度為12mm。 印刷技術(shù)使用泵壓印刷。開孔方式都是由鉆孔完成。1mm厚的模板可印刷出膠點高度達(dá)到2mm或更多。能保證具有較大的離板間隙的元件(如sot、sop等) 粘接牢度。 薄塑料模板制造方法與厚模板相同，模板厚度大于等于250微米，采用普通印刷。金屬模板、塑料厚、薄模板的優(yōu)缺點250-300 微米厚度金屬模板1mm厚用于泵壓印刷的塑料模板250-350 微米厚的塑料模板優(yōu)點缺點優(yōu)點缺點優(yōu)點缺點貨時間短刷期間延小易清潔.柔性小柔性與pcb 良好的氣密性.接觸印刷可以得到極其高的膠點.難于清洗在印刷期間延伸柔性與pcb

11、 的良好密封性難于清洗在印刷期間模板延伸供應(yīng)商的數(shù)量有限（3）壓力注射法（分配器滴涂法） 壓力注射法是目前常用的涂布方法，它是將裝有貼片膠的注射針管安裝在點膠機上，在計算機程序控制下，自動將貼片膠分配到pcb指定的位置。 優(yōu)點：靈活，易調(diào)整，無需模板，產(chǎn)品更換極為方便，它既適合大批量生產(chǎn)，也適合多品種生產(chǎn)。此外貼片膠在針管內(nèi)密封性好，不易污染，膠點質(zhì)量高。缺點是點膠機價錢貴，投資費用大。 壓力注射法按照自動化程度可分為手動和全自動兩種方式。 手動滴涂采用手動點膠裝置，用于試驗或小批量生產(chǎn)中。壓力注射法（或稱分配器滴涂法）按照分配泵的不同，分為四種滴涂方式時間/壓力最原始、最廣泛的方 活性好，控

12、制方便，操簡單、可靠，針頭、針易清洗，速度受粘度的影響大。速和滴涂小膠點時致性差。螺旋泵 靈活性強，適應(yīng)滴涂各種貼片膠，對貼片膠中混入的空氣不太敏感。 但對粘度的變化敏感，速度對一致性有些影響?；钊?高速時膠點一致性好，能點大膠點。 但清洗復(fù)雜，對貼片膠中的空氣敏感。噴射泵 非接觸式，速快。對板的翹曲和度的變化不敏感。但大膠點速度慢，需要多次射。清洗復(fù)雜。時間/壓力滴涂法的主要工藝參數(shù)： 粘度 壓力 時間 溫度 點膠針頭內(nèi)徑 機器的止動高度 z軸回程高度 膠點的直徑 高度和數(shù)量等粘度 貼片膠粘度的變化對膠點的均勻一致性影響較大，因此保持粘度的一致性很重要。 影響貼片膠粘度的主要因素是溫度和壓

13、力， 時間/壓力滴涂中貼片膠的粘度通常選用100 pa.s150 pa.s之間。溫度 溫度將影響?zhàn)ざ群湍z點形狀。 溫度的升高貼片膠的粘度就會降低，這意味著同等時間、同等壓力下從針管流出的貼片膠量增加。 一般點膠的環(huán)境溫度基本上是恒定的，大多數(shù)點膠機依靠針嘴上的或膠管的溫度控制裝置來保持膠的溫度在232范圍內(nèi)。壓力 壓力的加大，不僅影響貼片膠的粘度，而且也會使點膠量增加。 壓力大小的設(shè)定和保持恒定，由機器調(diào)節(jié)器的品質(zhì)、開關(guān)信號的靈敏度以及注射器中氣壓的變化等因素決定。 在高速點膠中，時間以毫秒為數(shù)量級，要求機器及氣閥靈敏度高，并在注射管道設(shè)有專門閥門。點膠機的壓力控制在5bar之內(nèi)，通常設(shè)在3.

14、0bar3.5bar之間，并設(shè)定一個最低壓力的限值，生產(chǎn)中不允許低于此壓力，否則不能保證良好的膠點質(zhì)量。元件與膠點直徑、點膠針頭內(nèi)徑的關(guān)系 不同元件與pcb之間所需的粘接強度是不同的，所需涂布的膠量也不一樣。在其他參數(shù)不變的情況下，針頭內(nèi)徑越大，點膠量就越大，膠點的直徑就越大。 另外，不同元件的焊盤間距也各不相同，膠點直徑也不應(yīng)相同。因此不同大小的元件，需要不同的點膠直徑，而不同的點膠直徑，就需要不同內(nèi)徑的針頭。故各種點膠機都配備了不同內(nèi)徑的針頭備件，以適應(yīng)不同元件的點膠。如松下點膠機配置有三種針頭，其內(nèi)徑分別為0.58mm、0.41mm、0.33mm。針嘴的內(nèi)徑對膠點的形成是關(guān)鍵 針嘴的內(nèi)徑

15、選擇原則：膠點的直徑與針頭內(nèi)徑之比為2 1（ 2 1時點膠不易出現(xiàn)拉絲拖尾現(xiàn)象）例如0805元件最小接觸直徑為約0.6mm 。則可選用的針頭內(nèi)徑在0.33mm或0.41mm之間。id1/2 w左圖是針頭內(nèi)徑、膠點直徑、止動高度的圖示，其中：id針頭內(nèi)徑 nd針頭離pcb的高度， w膠點直徑， h膠點高度。 壓力、時間與止動高度的關(guān)系 nd1/2id當(dāng)止動高度nd過小，壓力（p）、時間（t）設(shè)定偏大時，由針頭與pcb之間空間太小，貼片膠受壓并會向四周漫流，甚至?xí)蕉ㄎ会樃浇?，易污染針頭和頂針（見左圖）； 反之nd過大，p壓力（p）、時間（t）設(shè)定又偏小時，膠點徑w變小，膠點的高度h將增大，當(dāng)點膠

16、頭移動的一剎那，會出現(xiàn)絲、拖尾現(xiàn)象（見右圖）。當(dāng)nd值確定后應(yīng)仔細(xì)調(diào)節(jié)p、t值，使者達(dá)到最佳設(shè)置。nd過大拖尾現(xiàn)象nd過小膠點漫流現(xiàn)象z軸回程高度 點膠頭z軸上升的回程距離和回程速度，又稱等待時間，會影響膠點形狀和拖尾現(xiàn)象。 當(dāng)頂針接觸到pcb后，機器立即發(fā)出工作指令進(jìn)行點膠，壓縮氣體進(jìn)入膠管，此時沒有時間差，但信號發(fā)出后到真正的貼片膠被擠壓出來，卻有一個明顯的時間差，稱為延遲效應(yīng)， 如果z軸回程距離太小，則針頭會拖著貼片膠從一個膠點移到另一個膠點，產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象。 只有當(dāng)貼片膠完全離開膠口的一剎那，點膠頭離開最好。為了避免拖尾現(xiàn)象，有些點膠機采用多頭點膠，既降低單個點膠頭的滴膠速度，保證貼片膠

17、完全脫離針頭，又不影響整機的點膠速度?，F(xiàn)代高速點膠設(shè)備使用壓力可以在針嘴到位之前定時開始并提前結(jié)束滴膠過程。膠點高度設(shè)定 從左圖可看到，a是焊盤層厚度，一般0.05mm，b是元件端頭金屬層厚度，一般為0.1 mm，sot23可達(dá)0.3 mm，要使元件底部與pcb良好的粘合，貼片膠高度h a+b，考慮到膠點是倒三角狀態(tài)，頂端在上，為達(dá)到元件間有80的面積與pcb相結(jié)合，實際h為（12）倍的（a+b）。為了保證元件與貼片膠充分的面積接觸，有時設(shè)計輔助點膠焊盤以增加h的高度(見右圖。輔助點膠焊盤膠點數(shù)量設(shè)定 早期點膠工藝中對于小尺寸的阻容元件如0805，設(shè)一個點，現(xiàn)在的趨勢是所有元件都推薦雙膠點。 對于soic，一般設(shè)置34個點，不僅能增加強度，還可以到抗震作用。因為膠在固化前，粘接強度總是有限的，對于質(zhì)較大的ic器件，若放在僅有2個膠點的貼片膠上，因重量大，運慣性增加，稍一震動，就會出現(xiàn)滑移，增加膠點數(shù)，也就是增粘合面積